Il termine "chip" può riferirsi ad alcune cose diverse nel contesto della tecnologia.
* Circuiti integrati (CI): Si tratta di piccoli circuiti elettronici realizzati in materiale semiconduttore, come il silicio. I circuiti integrati sono utilizzati in quasi tutti i dispositivi elettronici moderni, dai computer ai telefoni cellulari alle automobili.
* Chip del computer: Si tratta di circuiti integrati progettati specificamente per l'uso nei computer. I chip per computer includono unità di elaborazione centrale (CPU), unità di elaborazione grafica (GPU) e chip di memoria.
* Microchip: Si tratta di circuiti integrati molto piccoli, che in genere misurano meno di pochi millimetri. I microchip sono spesso utilizzati nei dispositivi elettronici portatili, come smartphone e fotocamere digitali.
Le dimensioni dei chip si stanno riducendo costantemente da decenni, grazie ai progressi nella tecnologia dei semiconduttori. Agli albori dell'informatica, i chip venivano realizzati utilizzando un processo chiamato "logica discreta", in cui i singoli transistor venivano collegati insieme per creare un circuito. Questo processo era molto lungo e costoso e limitava la dimensione dei chip che potevano essere prodotti.
Negli anni '60, l'invenzione del circuito integrato (IC) rivoluzionò l'industria dei semiconduttori. I circuiti integrati hanno consentito la produzione di massa di chip e hanno reso possibile la creazione di circuiti molto più piccoli e complessi di quelli realizzati utilizzando la logica discreta.
Da allora, le dimensioni dei circuiti integrati hanno continuato a ridursi, grazie ai progressi della fotolitografia, il processo mediante il quale vengono prodotti. La fotolitografia utilizza la luce ultravioletta per incidere motivi sui wafer di silicio e la lunghezza d'onda della luce utilizzata è diventata sempre più corta nel corso degli anni. Ciò ha consentito la creazione di circuiti integrati con caratteristiche sempre più piccole.
Quanto possono essere più piccoli i chip?
La dimensione dei chip è in definitiva limitata dalle leggi della fisica. La lunghezza d'onda della luce utilizzata nella fotolitografia non può essere inferiore alla lunghezza d'onda degli stessi atomi di silicio, che è di circa 0,25 nanometri. Ciò significa che la dimensione più piccola possibile su un circuito integrato è di circa 0,1 nanometri.
Di queste dimensioni, i chip potrebbero contenere miliardi di transistor e sarebbero in grado di eseguire calcoli a velocità incredibili. Tuttavia, ci sono una serie di sfide associate alla produzione di chip su questa scala. Una sfida è che i materiali utilizzati nei chip devono essere estremamente puri e qualsiasi difetto può causare il malfunzionamento del chip. Un’altra sfida è che il processo di produzione di chip su questa scala è molto complesso e costoso.
Nonostante queste sfide, i ricercatori continuano a superare i limiti della tecnologia dei chip. Nel 2018, IBM ha annunciato di aver sviluppato un chip con una dimensione di soli 5 nanometri. Questo chip contiene 50 miliardi di transistor ed è in grado di eseguire 1 trilione di calcoli al secondo.
È probabile che negli anni a venire i chip continueranno a diventare sempre più piccoli e potenti. Man mano che i chip diventeranno più piccoli, potranno essere utilizzati in una più ampia varietà di applicazioni, come le auto a guida autonoma, l’intelligenza artificiale e i dispositivi medici.
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